CN105837122A - 用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于管道输电导体绝缘填料层的高绝缘性聚合物混凝土及制备方法，按重量份数，由以下组分原料制成：水泥35～45份、乳液10～25份、硅灰石5～10份、云母5～10份、减水剂0.05～0.15份、消泡剂0.01～0.02份、水10～30份。将上述原料混合后搅拌均匀，放入养护箱中处理6～10天后干燥处理5～8天后得到高绝缘性聚合物混凝土。该高绝缘性聚合物混凝土制备方法简单，成本低，绝缘性好。
Description
技术领域
本发明属于混凝土材料领域，具体涉及一种用于管道输电导体绝缘填料层的高绝缘性聚合物混凝土及制备方法。
背景技术
随着现代科学技术的飞速发展，对材料的性能提出了更高的要求。聚合物混凝土作为一种新型材料，其性能结合了聚合物材料、无机胶结材料及混凝土材料性能，具有强度高、高绝缘、耐高温、易散热、耐久性好、耐磨、耐化学腐蚀、高抗渗性、高弹性模量等优点。当前管道输电材料面临绝缘和散热两个技术问题，一方面由于架空线为空中导线，导体散热并不是问题；另一方面输电管道材料的绝缘性能关系到人身安全，因此输电管道材料的绝缘性问题急需解决。中国发明专利(公开号105060782A公开日2015-11-18)公开了一种增强型聚合物混凝土及其非浸渍法制备方法，该方法得到的聚合物混凝土解决了混凝土抗拉强度差等不足，但是并没有提及绝缘性。中国发明专利(公开号101821817A公开日2010-09-01)公开了一种聚合物混凝土电绝缘体系，该发明通过使用硬化的环氧树脂组合物来增强体系的绝缘性，这种电绝缘体系的成本较高不适用于大量的生产。中国发明专利(授权公告号CN102617079B授权公告日2014.02.12)公开了一种绝缘混凝土材料及其制备技术，制备出来的绝缘混凝土材料显著提高混凝土材料的电阻率，但是加入的原料较多，其中至少要加入7种不同的成分，成本较高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种成本低廉，绝缘性好，制备方法简单的用于管道输电导体绝缘填料层的高绝缘性聚合物混凝土。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土，按重量份数计，由以下组分原料制成：水泥35～45份、乳液10～25份、绝缘填料10～20份、减水剂0.05～0.15份、消泡剂0.01～0.02份、水10～30份。
所述绝缘填料为硅灰石粉与云母份的混合物；云母粉是一种层状结构的硅酸盐，结构由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层。具有良好的弹性、韧性、绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，是一种优良的添加剂。把它作为混凝土的添加剂可以与混凝土能够很好的相容，显著的提高混凝土的绝缘性能。硅灰石是一种三斜晶系，细板状晶体，集合体呈放射状或纤维状。具有耐酸、耐碱、耐化学腐蚀和绝缘性较好等优点。硅灰石与混凝土混合，可以填充混凝土中的小空隙，增强绝缘性能。
优选地，所述绝缘填料为按重量份数比，硅灰石粉：云母份为1:2的混合物。
优选地，所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述乳液为苯丙乳液，所述减水剂为聚羧酸系减水剂，所述消泡剂为Deform W-098水性消泡剂。
本发明还提供了一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量份数计，将水泥35～45份、绝缘填料10～20份、减水剂0.05～0.15份加入反应器中，搅拌均匀后再将水10～30份、消泡剂0.01～0.02份、乳液10～25份加入反应器中搅拌均匀后得到混合液；绝缘填料为硅灰石粉与云母份的混合物，采用云母和硅灰石绝缘性填料得到的聚合物混凝土的绝缘性得到较大的提高。
2)用四氟乙烯搅拌棒对混合液进行搅拌，控制转速150～600r/min，搅拌时间为10～30min，搅拌完毕后将混合液倒入表面皿中，用玻璃棒振捣1～3min，振捣完毕后将表面皿放入养护箱中养护6～10天，得到样块；其中，养护箱的温度为：18～22℃，湿度为95％以上。进行搅拌的转速不能高于600r/min，转速过大对四氟乙烯搅拌棒的损坏加大，而且会造成混合液的飞溅。
3)将样块从养护箱中取出，在干燥的条件下放置5～8天得到高绝缘性聚合物混凝土。
优选地，所述步骤2)中转速为200r/min；养护箱温度为：22℃，湿度为95％。
本发明的有益效果是：
1，该聚合物混凝土选用云母和硅灰石绝缘性填料，其绝缘性能大大优于同类聚合物混凝土。
2，各组分的合理配比，以及独特的工艺，能够最大量的减少聚合物混凝土试样内部的孔洞，并且消除试样内部的自由水，从而提高它的绝缘性能。
3，本发明制得聚合物混凝土性能优良，原料简单易得，施工方便，适用于大规模工业生产；聚合物混凝土试样不仅具有高绝缘性能，并且具有较好的机械性能，具有良好的发展前景。
具体实施方式
实施例1
一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量份数计，将普通硅酸盐水泥：40份，硅灰石粉：5份，云母粉：10份，聚羧酸系减水剂：0.1份加入250ml的烧杯中，并用玻璃棒搅拌均匀，再将水：10份，Deform W-098水性消泡剂：0.01份，苯丙乳液：10份加入烧杯中用玻璃棒搅拌均匀，得到混合液，混合液呈流动状；
2)用四氟乙烯搅拌棒对混合液进行搅拌，控制转速200r/min，搅拌时间为20min，搅拌完毕后将混合液倒入表面皿中，用玻璃棒振捣2min，振捣完毕后将表面皿放入温度为20℃，湿度为95％的养护箱中养护8天，得到样块；
3)将样块从养护箱中取出，在干燥的条件下放置7天得到高绝缘性聚合物混凝土A。
实施例2
一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1)按重量份数计，将矿渣硅酸盐水泥：35份，硅灰石粉：8份，云母粉：7份，HSB脂肪族高效减水剂：0.05份加入250ml的烧杯中，并用玻璃棒搅拌均匀，再将水：15份，Deform W-074水性消泡剂：0.015份，醋丙乳液：20份加入烧杯中用玻璃棒搅拌均匀，得到混合液，混合液呈流动状；
2)用四氟乙烯搅拌棒对混合液进行搅拌，控制转速150r/min，搅拌时间为15min，搅拌完毕后将混合液倒入表面皿中，用玻璃棒振捣1min，振捣完毕后将表面皿放入温度为18℃，湿度为98％的养护箱中养护6天，得到样块；
3)将样块从养护箱中取出，在干燥的条件下放置5天得到高绝缘性聚合物混凝土B。
实施例3
1)按重量份数计，将普通硅酸盐水泥：40份，硅灰石粉：10份，云母粉：10份，聚羧酸系减水剂：0.15份加入250ml的烧杯中，并用玻璃棒搅拌均匀，再将水：30份，Deform W-074水性消泡剂：0.02份，醋丙乳液：25份加入烧杯中用玻璃棒搅拌均匀，得到混合液，混合液呈流动状；
2)用四氟乙烯搅拌棒对混合液进行搅拌，控制转速300r/min，搅拌时间为20min，搅拌完毕后将混合液倒入表面皿中，用玻璃棒振捣2min，振捣完毕后将表面皿放入温度为20℃，湿度为99％的养护箱中养护10天，得到样块；
3)将样块从养护箱中取出，在干燥的条件下放置8天得到高绝缘性聚合物混凝土C。
实施例4
1)按重量份数计，将普通硅酸盐水泥：45份，硅灰石粉：8份，云母粉：5份，聚羧酸系减水剂：0.1份加入250ml的烧杯中，并用玻璃棒搅拌均匀，再将水：10份，Deform W-098水性消泡剂：0.01份，苯丙乳液：15份加入烧杯中用玻璃棒搅拌均匀，得到混合液，混合液呈流动状；
2)用四氟乙烯搅拌棒对混合液进行搅拌，控制转速600r/min，搅拌时间为10min，搅拌完毕后将混合液倒入表面皿中，用玻璃棒振捣3min，振捣完毕后将表面皿放入温度为22℃，湿度为95％的养护箱中养护8天，得到样块；
3)将样块从养护箱中取出，在干燥的条件下放置7天得到高绝缘性聚合物混凝土D。
上述所制备的高绝缘性聚合物混凝土A、B、C、D的试验样品的性能测试如表1所示：
表1试验样品的性能测试
由上表可知，实施例1至实施例4所制备的高绝缘性聚合物混凝土具有很好的绝缘性，抗压强度，结构密实度高，符合管道输电导体绝缘填料层的应用要求。
上面结合对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (9)
1.一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土，其特征在于：按重量份数，由以下组分原料制成：水泥35～45份、乳液10～25份、绝缘填料10～20份、减水剂0.05～0.15份、消泡剂0.01～0.02份、水10～30份；所述绝缘填料为硅灰石粉与云母份的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土，其特征在于：所述绝缘填料为按重量份数比，硅灰石粉：云母份为1:2的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土，其特征在于：所述乳液为苯丙乳液、醋丙乳液。
5.根据权利要求1所述的一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸系减水剂，HSB脂肪族高效减水剂。
6.根据权利要求1所述的一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土，其特征在于：所述消泡剂为Deform W-098水性消泡剂，Deform W-074水性消泡剂。
7.一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将水泥、绝缘填料、减水剂、水、消泡剂、乳液混合均匀后加入反应器中得到混合液；
2)将步骤1)中的混合液进行搅拌振捣后放入养护箱中养护得到样块；
3)将样块从养护箱中取出后放入干燥条件下得到高绝缘性聚合物混凝土。
8.根据权利要求7所述的一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
1)按重量份数计，将水泥35～45份、硅灰石5～10份、云母5～10份、减水剂0.05～0.15份加入反应器中，搅拌均匀后再将水10～30份、消泡剂0.01～0.02份、乳液10～25份加入反应器中搅拌均匀后得到混合液；
2)用四氟乙烯搅拌棒对混合液进行搅拌，控制转速150～600r/min，搅拌时间为10～30min，搅拌完毕后将混合液倒入表面皿中，用玻璃棒振捣1～3min，振捣完毕后将表面皿放入养护箱中养护6～10天，得到样块；
3)将样块从养护箱中取出，在干燥的条件下放置5～8天得到高绝缘性聚合物混凝土。
9.根据权利要求7或8所述的一种用于输电管道的高绝缘性聚合物混凝土的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中养护箱的温度为：18～22℃，湿度为95％以上。
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| CN105367008A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-03-02 | 湖北大学 | 一种无皂苯丙乳液聚合物混凝土及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
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|---|---|---|---|---|
| CN106747121A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-31 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种高绝缘性密实聚合物混凝土及其制备方法与应用 |
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